4.3.2 平顺性开发案例

平顺性评价的主观性比较强,采用主观评估和部分客观测量相结合的方式进行,客观测量一般用特定点的振动加速度表征,或者对加速度做一定的处理,得出某些特定的参数。

1.抖动灵敏度

抖动灵敏度是车辆在光滑路面进行抖动试验所得出的结果,反映车辆对不平衡激励的灵敏度。

图4-52~图4-55所示分别为一些车型的转向盘Y方向抖动灵敏度、车身底板X方向抖动灵敏度、车身底板Y方向抖动灵敏度、车身底板Z方向抖动灵敏度数据比,单位是mg/oz(1oz=28.35g),指车轮上1oz的不平衡量在相应位置产生的加速度值,该数值越大,表示车辆在该位置对车轮轮胎不平衡量越敏感,相应的平顺性也就越差。

图4-52 转向盘Y方向抖动灵敏度

图4-53 车身底板X方向抖动灵敏度

图4-54 车身底板Y方向抖动灵敏度

图4-55 车身底板Z方向抖动灵敏度

2.冲击强度和车身残余抖动强度

冲击强度和车身残余抖动强度是考核车辆在通过减速坎等凸起物时,车身系统过滤冲击的能力。图4-56~图4-59所示分别为座椅坐垫和座椅导轨的冲击强度和残余抖动强度,因对测试结果进行了后处理,数值是无量纲参数,数据越小,冲击强度越小,抖动强度也越小。

图4-56 座椅坐垫冲击强度

图4-57 座椅导轨冲击强度

图4-58 座椅坐垫残余抖动强度

图4-59 座椅导轨残余抖动强度

3.前、后悬架频率

前、后悬架频率指前后悬架簧上质量自由振动频率,跟悬架刚度和单轴簧上质量相关,图4-60所示为部分车辆在轻载时前悬架频率,可以看出频率多集中在1.1~1.4Hz之间,并且随着轴距的增加,频率有减小的趋势。主要原因是轴距短的车辆(一般是小型车),对载荷比较敏感。

图4-60 前悬架频率

图4-61所示为同一批车辆后悬架频率,可以看出后悬架频率多分布在1.2~1.6Hz之间,普遍高于前悬架频率,同样也是随着轴距增加有减小趋势。

图4-61 后悬架频率

图4-62所示为后悬架频率与前悬架频率的比值,可以看出比值在1~1.3之间,且随着轴距的增加比值呈现下降趋势。为什么后悬架频率普遍高于前悬架频率呢?从图4-63可以看出,后悬架由于晚于前悬架通过不平路面,只有拥有较大的频率,后悬架跳动才能跟前悬架同相位,尽快消除前后俯仰。图4-63中,ΔT为前后悬架过减速坎的时间差(s)L为轴距(m),V为车辆行驶速度(m/s)。美国人欧雷(Olley)早在20世纪30年代就发现了这个规律,即后悬架频率高于前悬架频率,且比值在1.2左右,后人称之为欧雷准则。

图4-62 后悬架频率与前悬架频率的比值

图4-63 前后悬架运动机理

4.悬架跳动行程

另外一个跟舒适性密切相关的参数是悬架跳动行程,分为压缩行程和复原行程,通常行程越大,车辆的舒适性越好,图4-64、图4-65所示分别为在K&C台架上测量得到的54台车辆的前、后悬架压缩行程和复原行程(两人载荷状态),正值为压缩,负值为复原。

图4-64 前悬架压缩行程和复原行程

图4-65 后悬架压缩行程和复原行程

从图4-64和图4-65中可以发现一些规律,如前悬架压缩行程普遍小于复原行程,这一方面由于前轴轴荷大于后轴,初始状态时悬架已经压缩较多,另一方面也是由于前悬架受制于发动机舱高度(造型和风阻等制约),减振塔很难布置得很高,悬架的跳动行程受到制约,绝大部分车辆的前悬架压缩行程只能做到75mm左右,极少数车辆可以做到100mm。相对而言,后悬架就要好很多,减振器和弹簧可以分开布置,通常减振器布置在Y方向最靠近轮罩的位置,上安装点一般很高,大部分车辆后悬架的压缩行程都可以做到100mm左右。